AVR 单片机学习（九）iic总线及TWI模块的使用方法

IIC总线定义与特点

I2C总线的工作原理

的TWI模块的使用方法

AT24C02

IIC inter integrated circuit 总线是一种由PHIL 公司开发的两线式串行总线，用于连接及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如：电源和系统风扇，可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。

TWI:ATMega 系列单片机内集成两线制串行，ATmegl文档称为TWI事实上TWI与PHILIOS的I2C总线是同一回事，之所以叫它TWI是因为这样命名可使ATmel避免交术语版税。所以，TWI是兼容I2C的一种说法。

I2C总线最只要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10KPS的最大传输率支持40个组件，I2C总线的另一个优点是，它支持多主控（MULMARING）,其中任何能够进行发送和接受的设备都可以称为主总线，一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。

由于AVR 有上拉所以 R1 R2 可以不要。其实还的共地应该是3根线。在多主控上有个总线总裁的知识可以参阅相关文档学习。呵呵、初学者不用了解。

I2C总线是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接受数据。在与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送、最高传送速率100KBPS.各种被控制电路均并联在这条总线上，最高传送速率100KBPS.各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能，CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。

o I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。 o 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 o 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 o 应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。 o 这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。 发送地址跟上面右边那个两个发送数据 0 1 是一样的由时钟来锁存相应的数据位，地址共七位，第8位是读还是写状态，读的话置1 写 置0 。第9位是应答为，切记应答位不是单片机发出的，而是I2C器件发出的。应答位是这样产生的，I2C器件在接收到完整的8位数据之后，I2C器件判定接受成功，它会向总线发送一个应答信号，可以看到就是在一个时钟脉冲期间，数据线SDA保持低电平就是0，当然发送完地址位之后呢？就发送数据，长度可能是可能1个字节或多个字节。数据的个数跟器件是有关系的。比如AT24C02 芯片对他进行读写操作 如写可以进行1 2 4 8 字节，当地址数据结束后来一个结束信号。表示这一帧结束了。 下面说下ATmega 16 的TWI模块。下图 （由于ATmega 16 的技术文档讲的比较详细了，所以我们也结合atmege 16 的数据手册说了）。